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关于航天的科技论文

时间:2019-04-16 来源:川菜菜谱家常菜做法
 

  航天是一个国家经济、科技、、发达与否的重要标志,是一个国家在世界上实力和地位的象征。这是学习啦小编为大家整理的关于航天的科技,仅供参考!

  航天项目技术状态管理

  摘 要:自1956年我国成立了国航空工业委员会以后,随着社会经济和科学技术的发展,我国的航天技术也得到了迅猛的发展。特别是2013年6月11日我国载人航天飞船神舟十号的升天和顺利返回更加昭显了我国航天技术实力的强大,也奠定了我国的载人航天技术在世界上的领先地位。但是航天技术的迅猛发展也给航天项目的设计者提出了更高的要求——如何确保航天信息系统高校顺利的运行,如何保障航天设备和航天员的生命安全,这里就涉及到航天项目技术状态管理。基于以上事实背景,本文从航天项目技术状态管理的概念和由来开始,对航天项目技术状态管理信息系统进行简单的分析,最后介绍航天项目技术管理的主要功能,最后得出结论。

  关键词:航天项目技术;状态管理;信息系统

  0 引言

  科学技术是航天技术的基础,而航天技术集合了现代许多科学技术的新研究成果,所以航天技术也是科学技术的延伸和发展。航天技术的发展,不仅仅预示着一个国家在该方面的强大,更是显示着整个国家科学技术水平的卓越及国力的雄厚,不可否认的是我国在航天技术的地位在世界上是首屈一指的。但是不能单单以发射了多少卫星、发送了多少载人航天飞船、研制了多少火箭和飞机来看出一个国家在该方面的实力,而如何确保航天员的人身安全和航天设备高效、顺利的运行也是其中非常重要的指标。下面就航天项目技术状态管理展开论述。

  1 航天项目技术状态管理概述

  技术状态管理,顾名思义属于管理系统的一个工具,也是项目管理中十分重要的一种管理途径。技术状态管理一词对于航空行业专业人士来说并不是陌生词语,而人们也可以在不同的科研、技术项目中领略到技术状态管理的重要性。只不过技术状态管理一词的是从航天项目中引进而来,且技术状态管理一词以及技术状态所选择的方法最早源自于20年代中期的美国军事行业,自此才广受各领域人们推广开来。技术状态管理自出现以来发展比较快,从20世纪末期开始技术状态管理有了突飞猛进的发展,并且ICM率先提出CMII,并给出了一整套有关技术状态管理的规范定义。

  20世纪中期,美政府军事相关企业首次提出军事武器的采购计划,并拟定出了相关合同。该合同较传统不同的是对军事武器的技术性提出了更高的要求。在高要求提出的同时,美军方意识到自己必须要对相关技术项目研发进行约束和监督,如果没有对军事项目进行规范和管制,所研发出来的产品往往不合格。因此,美方政府自发规定一些,要求军事武器研制商家必须要保证产品质量,此时,技术状态管理的雏形已经形成。随着航空航天的快速发展,美方政府加大了对项目的监管力度,先是建立AFSCM标准,又在90年代发布MIL-STD-973标准,伴随着技术状态管理的高速提升,又制定了EIA-649新标准。EIA-649也是我国至今航空航天行业的项目参考执行标准。

  2 航天项目技术状态管理信息系统

  在航天项目技术状态管理运行中需要技术状态管理信息系统的支撑。如果在对航天项目技术状态管理中仍然沿用最传统的管理手段,必定影响航天项目整个实施工作,而陈旧的信息系统也会导致航天项目的运行效率降低。在这种情况下,就需要相关航天项目研发人员运用先进管理技术、信息技术、智能网络等技术状态管理信息系统 来保证航天项目中信息传递的精确高效运行,同时可以为航天工作人员提供更加便捷、高效的管理空间。技术状态管理信息系统在航天项目中的应用有以下。

  首先,基于高效的信息系统,航天项目可以更加快捷精确地对自身技术状态存在的问题进行检查,最重要的是根据信息系统的相关警示,航天研发人员也可以根据检查结果来确保航天项目的安全性

  问题。

  其次,信息系统最明显的用途就是方面航天项目操作人员在执行工作中可以明确显示上级所发布的和信息。只有经过系统审核的信息才可以被系统纳入数据库,信息才能正确无误传达到位。

  最后,航天项目执行中会有大量数据信息等待工作人员处理,管理信息系统则可以将批量信息自动录入、更改、删除,免去了工作人员不必要的麻烦。

  3 航天项目技术状态管理的主要功能

  众所周知, 自从美国“挑战者”航天飞机悲剧事件之后,全球人们都开始重新审视技术状态管理在航天项目中的影响。毋庸置疑,航天项目技术状态管理是个过程,只有做好过程中系统的控制、信息的精确才能够发挥航天项目技术状态管理的主要功能。PTC中国区航空国防行业业务发展经理余定方曾经说过:“技术状态管理确保了从产品的需求、设计、制造,到最后投入实际的运营,以及维护维修的产品全命周期过程中,产品性能、功能和特性的一致湖北哪所医院看癫痫好性。”很显然,航空项目技术状态管理确实关系着航天工作人员的生命、财产

  安全。

  3.1 技术状态标识作用

  依据各种不同的方式来确定航天项目的技术状态是否良好。按照MIL-STD-973标准,由功能基线、产品基线、分配基线三种基线来判断航天项目技术状态。

  3.2 技术状态控制作用

  在明白航天项目技术状态情况之后,要根据项目运行中的变化来不断调整技术控制管理,这就要求对航天项目中的任何变动都必须做到严格控制。首先,必须严格加强对更改过程的控制。其次,在航天项目执行时难免因为估算差错产生一些效果偏差,这就需要对细微偏差做到精确控制。

  3.3 技术状态审核作用

  该功能作用非同寻常,航天项目依据技术状态管理的安全保证才得以正常运行,只有从根本上确保航天项目每一处环节的安全运行,才能够在此基础上保证航天项目顺利完成。技术状态审核中经常遇到一些问题,只有对项目进行功能审核和物理审核,才可以避免一些常见问题发生。

  3.4 技术状态纪实作用

  无论哪种航天项目,在整个项目实施过程中都是一个可以记录下来的,因此可以说技术状态纪实正是对整个过程最有凭据的记录。只有在项目实施过程中明白该项目的缺点、成绩,只有将整个项目运行记录成可读性数据,才可以将项目完整进行。技术状态纪实为航天航空行业提供了充足的历史追踪空间,也在一定程度上促进了航天项目在正确轨道上的发展越来越可观。

  4 结论

  通过本文对航天项目技术状态管理的概念、由来、相关信息系统和功能的简单介绍可以看出航天项目产品是关系到相关人员的性命的技术产品,为了保障航天设备高效、顺利的运行和航天相关人员的人身安全,航天技术对产品的要求是非常苛刻的,它的规范和管理容不得半点马虎存在。希望通过本文的简单分析能够引起更多的人对航天项目技术状态管理进行研究,希望我国在航天项目技术状态管理方面能够越来越规范,同时也希望我国航天项目技术管理的研究越来越多,以便保证我国航天事业能够更进一步向前发展。

  参考文献

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  [6]卢晓青,刘靖.航空新研电子元器件技术状态控制探讨[J].航空标准化与质量,2011(4):37-39.

  [7]金鑫.航天型号项目管理推进中的型号总体策划研究[J].航天工业管理,2007(2):76-78.

  作者简介

  魏驷(1978—),男,湖南,职务职称或学历:工程师,研究方向:航天项目管理 。

  前景广阔的中国航天

  2011年12月29日,我国发表了《2011年中国的航天》白皮书。在国内外产生了巨大的影响,尤其是非常公开透明地展示了我国未来5年的航天规劃,使全世界看到了我国航天的美景。

  盘点五年成就

  《2011年中国的航天》白皮书首先回顾了2006年以来中国航天的辉煌成就,令人鼓舞。白皮书说,近年来,中国航天事业发展迅速,在若干重要技术领域跻身世界先进行列。由于我国国力显著增强,科技水平迅速发展,越来越深刻地认识到发展航天技术对提高国家威望、增强民族志气、带动技术飞越、促进经济发展、改善人民生活、保障国家安全等方面具有重要作用,并将关系到人类社会的未来。

  2006年以来,我国在载人航天、月球探测等航天重大科技工程取得突破性进展。在白皮书中总结了九个方面的成就,它们既大大提高了我国航天技术水平,也惠泽我国国计民生的许多领域。

  例如,我国2008年发射的“环境”-1A、1B光学小卫星因具有高时间分辨率和中等空间分辨率,所以已在环保、减灾和农业等许多领域发挥了积极作用,很受各界欢迎。我国还拟在2012年发射“环境”-1C雷达小卫星,它将与“环境”-1A、1B光学小卫星组成我国第一代环境与灾害监测预报小卫星。从2006年起,我国开始使用大容量地球静止轨道卫星平台“东方红”-4,用它先后研制并发射了委内瑞拉卫星-1、巴基斯坦卫星-1R和尼日利亚通信卫星-1R等卫星,实现长治儿童癫痫医院了整星出口,不仅大大提高了我国的国际威望,也获得了可观的经济效益。

  从2007年起至今,我国有10颗“北斗”导航卫星升空,并已开始向亚太地区用户提供试运行服务。2012年,我国将建成由5颗地球静止轨道卫星+5颗倾斜地球同步轨道卫星(2颗在轨备份)+4颗中圆地球轨道卫星组成“北斗”卫星导航区域系统的星座。其主要功能是定位、测速、单双向授时、短报文通信;服务区域包括中国及部分亚太地区;定位精度优于10米;测速精度优于0.2米/秒;授时精度50纳秒;短报文通信120个汉字/次。

  卫星导航系统被公认为是“一只会下金蛋的鸡”,用途现已遍及人类活动的每一个角落,因为在当今社会,60%左右的信息都与时间和定位有关,拥有自主的时间和定位系统,不仅事关独立自主,也事关影响力和统治力,并能创造巨大的经济和社会效益。

  2020年建成的“北斗”全球卫星导航星座由5颗地球静止轨道卫星和30颗非地球静止轨道卫星组成。地球静止轨道卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。非地球静止轨道卫星由27颗中圆地球轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成。其中中圆地球轨道卫星轨道高度21500千米,轨道倾角55度,均匀分布在3个轨道面上;倾斜地球同步轨道卫星轨道高度36000千米,均匀分布在3个倾斜地球同步轨道面上,轨道倾角55度,3颗倾斜地球同步轨道卫星星下点轨迹重合,交叉点经度为东经118度,相位差120度。地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。“北斗”卫星导航系统建成后将为全球用户提供定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度20纳秒的服务,并为我国及周边地区用户提供定位精度1米的广域差分服务和120个汉字/次的短报文通信服务。“北斗”全球卫星导航系统建成后将为民航、航运、铁路、金融、邮政等行业提供更高性能的定位、导航、授时和短报文通信服务。

  在载人航天领域,2008年以来,我国先后了发射“神舟”-7、8飞船以及全新的载人航天器——“天宫”-1目标飞行器,拉开了实施我国载人航天二期工程的序幕,突破和掌握了太空行走和空间交会对接这两项载人航天的重大基础技术,使我国成为世界上第三个独立掌握这两项关键技术的国家,为后续空间实验室和空间站的建设奠定了基础,并为今后开展国际合作提供了十分有利的条件。

  2007年和2010年先后升空的“嫦娥”-1、2月球探测器,使我国跨入了具有深空探测能力的国家行列,获得了大量有关月球和地月空间 环境的科学数据,有力地促进了我国空间技术、空间科学的进步,竖起了中国航天的新里程碑。

  《2011年中国的航天》白皮书有三个特点。一是明确提出了和平 发展原则,表明中国和平发展航天事业的立场和决 心。二是重点建设空间基础设施,强调航天技术在培育和性新兴产业中应发挥更大的作用。三是丰富和细化了空间技术内容,对过去成就与未来任务的描述更加系统。

  规劃雄伟未来

  《2011年中国的航天》白皮书向世人展示了我国未来5年航天的发展前景。它根据中国国情并综合研究世界航天发展趋势,把稳步发展与跨越式前进有机结合,涉及面宽、范围广,并进行了统筹考虑、科学部署。

  进一步提升进入空间的能力

  白皮书中提到,在今后5年内实现“长征”-5、6、7火箭首飞,开展重型运载火箭专项论证和关键技术预先研究。一个国家进入太空的能力在很大程度上了其空间活动能力以及空间 应用水平。例如,“长征”-5火箭近地轨道运载能力为25吨,这就为我国建造空间站提供了重要支持,因为从世界空间站的发展来看,空间站单个舱段为20吨左右最佳,所以要发射空间站舱段必须拥有大推力火箭。

  具有“无毒、无污染、低成本、高可靠、适应性强、安全性好”等特点的“长征”-5新一代运载火箭,其基本型为带助推器的两级火箭:芯一级采用2台推力各约50吨的氢氧发动机(YF-77)并联组成;助推器根据需要采用120吨推力液氧煤油发动机(YF-100)数台;芯二级采用2台推力各约8吨的氢氧发动机并联组威,它由“长征”-3A第3级氢氧发动机(YF-75D)改进而成;整流罩直径52米,长18米。“长征”-5近地轨道运载能力覆盖115~25吨,地球同步转移轨道运载能力覆盖15~14吨。

  白皮书指出,我国正开展载人登月前期方案论证,研制重型火箭对于未来载人登月甚至载人登火星具有重要意义。由于载人登月飞船一般需在50吨以上,而其奔月时的速度要求为10.9千米/秒,因此必须拥有重型运载火箭才行,如要进行载人登火星更是如此。当年美苏竞赛载人登月时苏联之所以败给美国,最重要的原因就是苏联NI重型火箭4次发射均告失败。

  我国龙乐豪院士等火箭专家在《国际太空》杂志 发表过有关我国发展重型运载火箭的初步总体方案:在动力选型方面,拟基于液氧煤油发动机、液氢液氧发动机和固体发动机来构建我国的重型运载火箭,其中上面级发动机选择氢氧昆明治疗老年性癫痫费用大概要多少发动机,地面起飞动力选择全液氧煤油或者固体助推+氢氧芯级,起飞推力达到5000吨级;在构型选择方面,拟采用两级半构型,这在一定程度上能够兼顾火箭运载效率优化,另一方面能够通过二级一次点火和两次点火的不同选择,适应不同的目标轨道;在直径选择方面,由于长细比过大的火箭不利于控制,所以初 步确定重型运载火箭的长细比不超过12,计算结果表明重型运载火箭的直径不应小于9米。重型运载火箭芯级发动机采用“X”布局、切向摆动。

  龙乐豪院士等火箭专家透露,经过初步优化,现有2种重型火箭的初步方案。

  方案A:助推器采用4个650吨推力级液氧煤油发动机,芯一级采用4台650吨推力级液氧煤油发动机,芯二级采用2台200吨推力级氢氧发动机,起飞质量4100吨,起飞推力5200吨,全箭总长98米,近地轨道运载能力130吨。

  方案B:助推器采用4个千吨推力级固体发动机,芯一级采用4台200吨推力级氢氧发动机,芯二级采用1台200吨推力级氢氧发动机,起飞质量4150吨,起飞推力5000吨,全箭总长101米,近地轨道运载能力133吨。

  根据前期载人登月论证 工作的初步结果,我国载人登月拟采用两步走的战略实施,第一步是在2025年前,利用现有火箭技术, 发展近地轨道运载能力50吨级超大型运载火箭,尽快实现2~3人的月球探测活动;第二步是在2030以后,发展基于大直径、大推力发动机技术的重型运载火箭,实施3人以上的月球探测和开发活动。经过计算,重型运载火箭具备将50吨级的有效载荷送入奔月轨道的能力,结合前期论证结果可知,采用重型运载火箭具备一次发射将3人以上有效载荷送上月球,并从月球安全返回的能力。重型运载火箭还可用于无人火星探测、载人登陆火星和建造空间太阳能电站等。

  重点建设空间基础设施 白皮书强调,我国重点建设由对地观测、通信广播、导航定位等卫星组成的空间基础设施框架,进一步完善地面系统建设和卫星 应用服务体系,初步形成长期、连续、稳定的业务服务能力,扩大应用规模,更好地满足应用需求,促进我国战略性新兴产业的发展。

  我国将研制发射立体测绘卫星、 环境与灾害监测雷达卫星等新型对地观测卫星。2012年1月升空的“资源”-3卫星是中国第一颗自主研制的民用高分辨率立体测绘卫星。通过立体观测,可以为国土资源、 农业、林业等领域提供服务。“资源”-3将填补中国立体测图这一领域的空白。该卫星采用经适应性改进的“资源”-2卫星平台,配置4台相机:1台地面分辨率优于2.5米的正视全色TDI CCD相机;2台地面分辨率优于4米的前视、后视全色TDI CCD相机;1台地面分辨率优于10米的正视多光谱相机。卫星具有侧摆功能,可对地球南北纬84度以内的地区实现无缝影像覆盖,每59天实现对我国领土和全球范围的一次影像覆盖,在特殊情况下,能够在5天之内对同一地点进行重访拍摄。卫星升空后,可对地球南北纬84度以内的地区实现无缝影像覆盖,每59天实现对中国领土和全球范围的一次影像覆盖。其影像分辨率及测图精度为国内第一。“资源”-3卫星集测绘和资源调查功能于一体,主要用于生产中国1:50000基础信息产品,以及1:25000等更大比例尺地图的修测和更新,开展国土资源调查与监测,为防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规劃与建设、交通和国防建设等领域提供有效的服务。

  2012年发射的“环境”-1C(即“环境与灾害监测雷达卫星”)是我国首颗民用雷达卫星,使用可折叠式网状抛物面天线,天线将在卫星入轨后展开。其星载雷达具有条带和扫描两种工作模式,单视模式空间分辨率可到5米,4视模式空间分辨率为20米,提供的合成孔径雷达图像以多视模式为主。

  白皮书表示,我国将发展移动通信业务卫星,研制更大容量、更大功率的新一代地球静止轨道通信广播卫星平台。这对我国 经济建设、国家安全、 社会进步和科学繁荣等都会带来显著的效益。例如, 发展移动通信业务卫星可向各种用户,尤其是紧急救援用户以及远离城市用户提供实时语音、数据等多种服务,这对于减灾、、、公安、运输等许多领域具有重要作用。移动通信业务卫星覆盖区域广,其不受地理障碍约束 和用户运动限制等优势使光纤通信望尘莫及,用途越来越广。

  我国目前使用的“东方红”-4大型静止轨道卫星平台,有效载荷承载能力595千克,可提供有效功率8千瓦,设计寿命15年。我国还将研制更先进的“东方红”-5平台,它拟使用电推进技术等多项新技术,有效载荷承载能力1200~1500千克,可提供有效载荷功率15~20千瓦,可大大提高卫星的 应用能力和范围。

  现在,美国、欧洲和日本都发射了如“哈勃”等多种天文卫星,这种卫星最大的优点是不受大气层的影响,进行全波段天文观测,但我国目前还没有。白皮书透露,我国将研制发射“硬X射线调制望远镜卫星”,它将是我国第一颗天文卫星,有力地促进我国空间天 文学的研究。

  据中国科学院高能物理研究所卢方军研究员介绍,“硬X射线调制望远镜”是国际上已阜阳癫痫早期如何治疗知计劃中唯一一台既可以实现宽波段、高灵敏度X射线成像巡天,又能研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文观测设备。与已有和研制中的硬X射线望远镜比较,“硬X射线调制望远镜”在全天巡天的灵敏度和高计数率观测的时变研究方面具有明显优势,使得中国有可能在黑洞的寻找和高精度观测这两个方面取得突破性的重大成果。

  “硬X射线调制望远镜”采用分舱室式设计,有效载荷(科学探测仪器)位于卫星上部,服务舱以“资源”-2卫星平台为基础,位于卫星下部。卫星总质量2700千克,将运行在高度550千米、倾角43度的近地圆轨道,设计寿命4年。其主有效载荷包括高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和低能X射线望远镜。由于不同能量的X射线辐射起源于天体上不同的物理过程,这些望远镜在不同的波段同时观测一个天体,可以对天体的活动给出更全面和准确的描绘。

  据卢方军研究员透露,“硬X射线调制望远镜”是我国第一颗空间天文卫星,采用了低噪声、高能量分辨率X射线探测技术、Si-PIN探测器和读出专用集成电路技术、硬X射线探测器技术等多项国际先进水平的载荷技术,在卫星背景型号研究期间,取得多项创新性技术成果,显著提升了我国的空间探测能力。

  实施一批重大航天科技专项

  白皮书介绍,我国载人航天、月球探测、高分辨率对地观测系统、二代导航系统将取得重大阶段性成果,带动相关科学技术的发展,为国家科学技术的整体进步做出新的贡献。

  我国将在今后5年内发射空间实验室、载人飞船和货运飞船,突破和掌握航天员中期驻留、再生式生命保障及推进剂补充等空间站关键技术,开展一定规模的空间 应用。这些都是为空间站建设进行技术准备,因为空间站犹如在宇宙海洋中遨游的航天母舰,需要各种配套设施的支持。

  空间实验室是建立长久性空间站的重要一环,以突破和验证空间站关键技术为主要任务目标,以“短期有人照料、长期自主运行”为主要 工作模式。我国空间实验室 发展构想具有如下主要特征:通过一次性携带的物资,可实现少批量、短时间航天员在轨驻留,一般不具备长期载人能力;一般没有在轨补给和补充功能,寿命较短;规模小,不具有可扩展性;能进行空间站关键技术验证试验,可开展一定规模的空间应用。

  “天宫”-2空间实验室将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天 等领域的应用和试验。“天富”-3空间实验室将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等,还将开展部分空间科学和航天医学试验。

  我国还将以空间实验室为基础,研制比俄罗斯“进步”系列货运飞船更先进的货运飞船,最大直径约3.35米,发射质量13吨,一次运货能力达6吨,是“进步”号货运飞船的3倍。

  2020年前后建成的我国第一个载人空间站起点很高,是多舱式空间站,采用积木式构型,由1个核心舱和2个实验舱组成,同时对接载人飞船和货运飞船后,总质量80吨。它们在核心舱统一调度下协同工作,完成空间站承担的各项任务。

  我国载人空间站的核心舱含节点舱、生活控制舱和资源舱,全长约18.1米,最大直径约4.2米,发射质量20~22吨。其主要任务包括为航天员提供居住 环境,支持航天员的长期在轨驻留,支持飞船和扩展模块对接停靠并开展少量的空间应用实验,是空间站的 管理和控制中心。

  实验舱具备独立飞行功能,与核心舱对接后形成组合体,可开展长期在轨驻留的空间应用和新技术试验,并对核心舱平台功能予以备份和增强。其中实验舱I全长约14.4米,最大直径约4.2米,发射质量约20~22吨,兼有组合体控制与应用实验功能。实验舱II体积、尺寸、质量与实验舱I相近,以应用实验任务为主。

  虽然与123吨的“和平”号、423吨的国际空间站相比,我国空间站规模相对较小,但从建造成本和应用效益的角度综合分析,这是一个符合中国国情和实际需要的理性选择。我国既不贪大求全,但又规模适度,有望取得较高的工程应用效益。

  白皮书重申,我国将继续按照“绕、落、回”三步走的发展思路,推进月球探测工程建设。其实,这三步走的每一步都是对前一步的深化,并为下一步奠定基础。从“绕、落、回”的科学目标看,它们有明显的递进关系:“绕”就是进行全球性、整体性与综合普查;“落”就是进行区域性精细就位分析;“回”就是采集样品返回地面后进行精准分析。

  白皮书表示,未来5年,中国将在空间科学、卫星应用、载人航天、测控通信、商业发射、整星出口、人员交流等8个领域开展国际空间交流与合作。国际航天合作是未来航天发展的趋势,尤其是特大航天工程的实施,通过国际合作可以相互取长补短、资源共享、减轻压力、多方共赢。

  总之,《2011年中国的航天》白皮书是我国航天今后5年发展的战略方针和总体规劃,为我们展示了中国航天的最新巨大成果和十分美好的前景。

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